JP7293958B2 - エンジン及び車両 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジン及び車両に関する。
鞍乗型車両等の車両に搭載されたエンジンとして、Ｖ型エンジンや水平対向エンジン等のように、排気ポートを離間させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなエンジンは、前後一対のシリンダが逆向きに傾けられており、前側のシリンダの前面から排気管が延出すると共に、後側のシリンダの後面から排気管が延出している。前後の排気管が集合して触媒装置に接続されており、エンジン始動時には排気管を通る排気ガスによって触媒装置が活性温度まで暖機される。そして、触媒装置によって排気ガスに含まれる大気汚染物質が浄化される。
特開２００９－８５１１２号公報
上記したエンジンは、前後のシリンダから延びる各排気管のレイアウトを考慮して触媒装置を設置しなければならない。触媒装置の設置箇所によっては、前後のシリンダから延びる各排気管を長くしたり、複雑な経路を通すために各排気管を急激に曲げたりする必要がある。このため、エンジン始動時に触媒装置が暖機するまでの時間が長くなって排気ガスの浄化性能が十分に得られない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、触媒装置の早期活性を実現して排気ガスの浄化効率を向上させることができるエンジン及び車両を提供することを目的とする。
本発明の一態様のエンジンは、複数のシリンダを有するエンジン本体と、前記複数のシリンダの排気側に接続された複数の排気管と、前記複数のシリンダの吸気側に位置する複数のスロットルバルブと、前記複数の排気管に接続された触媒装置と、前記複数のスロットルバルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えたエンジンであって、前記複数の排気管のうち一部の排気管が他の排気管よりも短く形成されており、前記制御部は、エンジン始動時に前記複数の排気管が短い順に、当該複数の排気管の上流の前記複数のスロットルバルブを高速又は大きな開度で開弁することで上記課題を解決する。
本発明の一態様のエンジンによれば、エンジン始動時に、短い排気管の上流の一部のスロットルバルブが他のスロットルバルブよりも速く又は大きく開弁し、短い排気管に連なる一部のシリンダの吸気量が増加して燃焼が促進される。よって、一部のシリンダから短い排気管を通じて高温の排気ガスが大量に触媒装置に送り込まれるため、排気ガスによって触媒装置が早期に暖機されて排気ガスに対する浄化性能を向上させることができる。また、触媒装置の配置位置に関わらず、スロットルバルブの制御によって早期に触媒装置が暖機されるため、触媒装置の配置自由度を向上させることができる。
図１は本実施例のエンジンの斜視図である。 本実施例のエンジンの側面図である。 本実施例のエンジンの下面図である。 本実施例のエンジンの模式図である。 本実施例の排気装置の斜視図である。 本実施例のスロットルバルブの開度と触媒温度の関係を示す図である。 比較例のスロットルバルブの開度と触媒温度の関係を示す図である。 本実施例のバルブ制御のフローチャートである。
本発明の一態様のエンジンは、複数のシリンダの排気側に複数の排気管が接続され、複数のシリンダの吸気側の複数のスロットルバルブによって各シリンダの吸気量が調整されている。また、複数の排気管のうち一部の排気管が他の排気管よりも短く形成されており、これら複数の排気管は触媒装置に接続されている。エンジン始動時には、短い排気管の上流の一部のスロットルバルブが、他の排気管の上流の他のスロットルバルブよりも速く又は大きく開弁し、短い排気管に連なる一部のシリンダの吸気量が増加して燃焼が促進される。この一部のシリンダから短い排気管を通じて高温の排気ガスが触媒装置に大量に送り込まれるため、排気ガスによって触媒装置が早期に暖機されて浄化性能が向上される。また、触媒装置が早期に暖機されるため、触媒装置の配置自由度を高めることができる。
以下、本実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本実施例のエンジンを鞍乗型車両としての自動二輪車に適用した例について説明するが、適用対象はこれに限定されることがない。例えば、エンジンを、バギータイプの自動三輪車等の他の鞍乗型車両に適用してもよい。また、以下の図では、車両前方を矢印ＦＲ、車両後方を矢印ＲＥ、車両左側を矢印Ｌ、車両右側を矢印Ｒでそれぞれ示している。図１は本実施例のエンジンの斜視図である。図２は本実施例のエンジンの側面図である。図３は本実施例のエンジンの下面図である。
図１から図３に示すように、エンジン１０は、いわゆるＶ型エンジンであり、クランクケース１２上に前側シリンダ１３及び後側シリンダ１４をＶ字状に配置したエンジン本体１１を有している。前側シリンダ１３は、車両前方に傾けられており、クランクケース１２に突設されたシリンダブロック２１上に、シリンダヘッド２２及びヘッドカバー２３を取り付けて形成されている。同様に、後側シリンダ１４は、車両後方に傾けられており、クランクケース１２に突設されたシリンダブロック２５上に、シリンダヘッド２６及びヘッドカバー２７を取り付けて形成されている。
前側シリンダ１３の後面には吸気ポート３１（図４参照）が開口し、この吸気ポート３１には第１の吸気管３２が接続されている。後側シリンダ１４の前面には吸気ポート４１（図４参照）が開口し、この吸気ポート４１には第２の吸気管４２が接続されている。第１、第２の吸気管３２、４２は、それぞれ前後一対のシリンダ１３、１４から上方に向かって延び、外気を濾過するエアクリーナ１５の下部に接続されている。第１の吸気管３２の途中部分には前側シリンダ１３用の第１のスロットルボディ３３が設けられ、第２の吸気管４２の途中部分には後側シリンダ１４用の第２のスロットルボディ４３が設けられている。
第１のスロットルボディ３３には前側シリンダ１３の吸気量を調整する第１のスロットルバルブ３４（図４参照）が設けられ、第２のスロットルボディ４３には後側シリンダ１４の吸気量を調整する第２のスロットルバルブ４４が設けられている（図４参照）。第１、第２のスロットルボディ３３、４３は、電子スロットルボディであり、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４を開閉駆動するモータ３５、４５（図４参照）を有している。第１、第２のスロットルボディ３３、４３が個別にモータ３５、４５を持つことで、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４を独立してシリンダ毎に吸気量を調整することが可能である。
前側シリンダ１３の前面には排気ポート３７（図４参照）が開口し、この排気ポート３７には第１の排気管３８が接続されている。後側シリンダ１４の後面には排気ポート４７（図４参照）が開口し、この排気ポート４７には第２の排気管４８が接続されている。第１、第２の排気管３８、４８は、それぞれ前後一対のシリンダ１３、１４から下方に向かって延びて、排気ガス中の大気汚染物質を浄化する触媒装置１６に接続されている。触媒装置１６は、車両後部であって、エンジン１０の下方かつクランクケース１２内のクランク軸の中心Ｃによりも車両後方に設置されている。
第１の排気管３８よりも第２の排気管４８が複雑な経路を通ってエンジン１０の下方の触媒装置１６に接続されている。このため、第１の排気管３８と第２の排気管４８とで排気ポート３７、４７の出口から触媒装置１６の入口までの管長が異なり、後側シリンダ１４に連なる第２の排気管４８の管長よりも、前側シリンダ１３に連なる第１の排気管３８の管長が短く形成されている。なお、第１、第２の排気管３８、４８の管形状の詳細については後述する。また、第１、第２の排気管３８、４８は集合管１７を介して触媒装置１６に接続され、触媒装置１６の下流側には排気音を消音する消音器（マフラ）１８が設けられている。
このように構成されたエンジン１０では、エアクリーナ１５から第１、第２の吸気管３２、４２を介して前側シリンダ１３及び後側シリンダ１４に向けて空気が流入する。第１、第２のスロットルバルブ３４、４４によって前側シリンダ１３及び後側シリンダ１４に対する吸気量が調整され、燃料供給装置（不図示）によって空気に燃料が混合されて、各シリンダ１３、１４の燃焼室に混合気が送り込まれる。燃焼後の排気ガスは、シリンダ１３、１４から第１、第２の排気管３８、４８を通じて触媒装置１６に流れ込み、触媒装置１６によって大気汚染物質が浄化された後に消音器１８から排気される。
エンジン１０の始動直後は触媒装置１６が低温であり、触媒装置１６が活性温度になるまでは排気ガスの浄化性能が十分に得られない。自動四輪車等に採用される並列エンジンであれば、排気系の比較的上流側に触媒装置を設置することができるため、触媒装置を早期に暖機して排気ガスの浄化性能を得ることができる。しかしながら、自動二輪車等に採用されるＶ型エンジンは、上記したように前側シリンダ１３及び後側シリンダ１４が車両前後方向に離間しているため、排気系の下流側のエンジン１０の下部又は消音器１８に触媒装置１６を設置しなければならない。
このため、シリンダ１３、１４から触媒装置１６までの距離が長くなり、エンジン１０の始動時に触媒装置１６を早期に暖機することができない。そこで、本実施例では、第１の排気管３８の管長が第２の排気管４８の管長よりも短いことに着目して、第１の排気管３８の上流の第１のスロットルバルブ３４を、第２の排気管４８の上流の第２のスロットルバルブ４４よりも早く開弁させている。これにより、前側シリンダ１３から短い第１の排気管３８を通じて高温の排気ガスが触媒装置１６に大量に送り込まれて、触媒装置１６の早期暖機によって排気ガスに対する浄化性能が向上されている。
以下、図４及び図５を参照して、本実施例のエンジンの詳細構成について説明する。図４は、本実施例のエンジンの模式図である。図５は、本実施例の排気装置の斜視図である。
図４に示すように、前側シリンダ１３の吸気ポート３１には第１の吸気管３２を介してエアクリーナ１５が接続され、第１の吸気管３２の途中には第１のスロットルボディ３３が設けられている。第１のスロットルボディ３３には、スロットルグリップの操作に応じて開閉する第１のスロットルバルブ３４が設けられている。第１のスロットルバルブ３４の開度に応じて前側シリンダ１３内の燃焼室に送り込まれる吸気量が調整される。また、第１のスロットルボディ３３には、第１のスロットルバルブ３４に連結したモータ３５と、第１のスロットルバルブ３４の開度を検出するスロットルセンサ３６とが設けられている。
同様に、後側シリンダ１４の吸気ポート４１には第２の吸気管４２を介してエアクリーナ１５が接続され、第２の吸気管４２の途中には第２のスロットルボディ４３が設けられている。第２のスロットルボディ４３には、スロットルグリップの操作に応じて開閉する第２のスロットルバルブ４４が設けられている。第２のスロットルバルブ４４の開度に応じて後側シリンダ１４内の燃焼室に送り込まれる吸気量が調整される。また、第２のスロットルボディ４３には、第２のスロットルバルブ４４に連結したモータ４５と、第２のスロットルバルブ４４の開度を検出するスロットルセンサ４６とが設けられている。
前側シリンダ１３の排気ポート３７には第１の排気管３８が接続され、後側シリンダ１４の排気ポート４７には第２の排気管４８が接続されている。第１、第２の排気管３８、４８は集合管１７によって１つにまとめられて触媒装置１６に接続され、触媒装置１６の下流側には消音器１８が接続されている。触媒装置１６では排気ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の大気汚染物質が浄化される。触媒装置１６は低温では十分に機能しないが、高温になり過ぎると正常に機能せずに破損する恐れがある。このため、触媒装置１６の近辺には排気温度を測定する排気温センサ５１が設置されている。
このように、エンジン１０には、第１の吸気管３２から前側シリンダ１３を通じて第１の排気管３８に向かう流路と、第２の吸気管４２から後側シリンダ１４を通じて第２の排気管４８に向かう流路とが独立して形成されている。第１、第２の排気管３８、４８は触媒装置１６の上流の集合管１７で合流するが、集合管１７がクランクケース１２内のクランク軸の中心Ｃよりも車両後方、かつ第２の排気管４８の上流端４９よりも車両前方の範囲Ａに位置している。このため、前側シリンダ１３から触媒装置１６に延びる第１の排気管３８よりも、後側シリンダ１４から触媒装置１６に延びる第２の排気管４８に曲げが多く形成される。
より詳細には、図５に示すように、第１の排気管３８は、前側シリンダ１３の前面から後方に向かって斜め下に延出した後に、屈曲部５６において車両後方に向かって緩やかな曲げ角度で屈曲している。第２の排気管４８は、後側シリンダ１４の後面から下方に延出した後に、屈曲部５７において車両前方に向かって急な曲げ角度で屈曲し、さらに屈曲部５８において車両内側（左側）に向かって急な曲げ角度で屈曲している。第２の排気管４８は第１の排気管３８よりも複雑な経路を通るため、第２の排気管４８は第１の排気管３８よりも急な曲げが多く、管長が長く形成されている。
また、図４に示すように、エンジン１０には第１、第２のスロットルバルブ３４、４４の開閉動作を制御する制御部としてＥＣＵ（Electrical Control Unit）５０が設けられている。エンジン１０の始動直後に、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４の開度が目標開度になるまで、ＥＣＵ５０によって第１、第２のスロットルボディ３３、４３のモータ３５、４５が駆動される。このとき、第１の排気管３８の上流の第１のスロットルバルブ３４が、第２の排気管４８の上流の第２のスロットルバルブ４４よりも高速で開弁される。前側シリンダ１３の吸気量が増えて、後側シリンダ１４よりも前側シリンダ１３の燃焼が促進される。
このため、前側シリンダ１３の排気量が後側シリンダ１４の排気量よりも多く、第１の排気管３８に第２の排気管４８よりも多くの排気ガスが流れ込む。第１の排気管３８は、急な曲げが少なく、管長が短く形成されているため、排気ガスの排気温度が低下し難くなっている。前側シリンダ１３から第１の排気管３８を通じて触媒装置１６に高温の排気ガスが大量に送り込まれる。このため、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４を同時に低速で開弁する構成と比較して、触媒装置１６に高温の排気ガスを大量に送り込むことができ、触媒装置１６を早期に暖機することができる。
なお、ＥＣＵ５０にはプロセッサ及びメモリが実装されており、プロセッサがメモリに格納されているプログラムを読み出して実行することで、後述するスロットルバルブの制御処理が実施される。プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等が使用される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。メモリには、プログラムの他、制御処理に使用される各種パラメータが記憶されている。また、ＥＣＵ５０はエンジン１０の始動操作を受け付けるイグニッションスイッチ５２が接続されている。
第１、第２のスロットルバルブ３４、４４の速度は、過去データ等から実験的、経験的又は理論的に求められた値が使用される。例えば、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４の速度は、第１、第２の排気管３８、４８の管長に基づいて設定されてもよい。さらに、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４の速度は、第１、第２の排気管３８、４８の管長に加えて、触媒装置１６の触媒温度に応じて可変されてもよい。
図６及び図７を参照して、スロットルバルブの開度と触媒温度の関係について説明する。図６は、本実施例のスロットルバルブの開度と触媒温度の関係を示す図である。図７は、比較例のスロットルバルブの開度と触媒温度の関係を示す図である。なお、図６及び図７において、実線Ｗ１が第１のスロットルバルブの速度、破線Ｗ２が第２のスロットルバルブの速度、実線Ｗ３が触媒装置の温度変化をそれぞれ示している。また、ここでは図４の符号を適宜使用して説明する。
図６の本実施例では、実線Ｗ１に示すように第１のスロットルバルブ３４が高速で開弁され、破線Ｗ２に示すように第２のスロットルバルブ４４が低速で開弁されている。エンジン１０の始動から時刻ｔ１の経過後には、第１のスロットルバルブ３４が目標開度まで開弁され、第２のスロットルバルブ４４が低開度だけ開弁されている。時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、第１のスロットルバルブ３４が目標開度に維持され、第２のスロットルバルブ４４は目標開度に向けて開弁され続ける。時刻ｔ２の経過後に第２のスロットルバルブ４４が目標開度まで開弁され、以降は第１、第２のスロットルバルブ３４、４４が目標開度に維持される。
実線Ｗ３に示すように、エンジン１０の始動から時刻ｔ２までは、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４の開度の増加に合わせて触媒装置１６の温度が上昇する。特に、第１のスロットルバルブ３４が目標開度まで短時間で開弁されるため、第１の排気管３８から触媒装置１６に高温の排気ガスが大量に流れ込んで触媒装置１６の温度が短時間で上昇している。時刻ｔ２の経過後に触媒装置１６が活性温度になると、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４が目標開度に維持されて、触媒装置１６の温度が時間の経過に伴って緩やかに上昇する。
一方、図７の比較例では、実線Ｗ１及び破線Ｗ２に示すように、第１のスロットルバルブ３４と第２のスロットルバルブ４４が同時に低速で開弁されている。エンジン１０の始動から時刻ｔ２の経過後に、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４が目標開度まで開弁され、以降は第１、第２のスロットルバルブ３４、４４が目標開度に維持される。第１、第２のスロットルバルブ３４、４４が低速で開弁されるため、本実施例と比較して触媒装置１６に流れ込む高温の排気ガスが少ない。よって、実線Ｗ３に示すように、時刻ｔ３の経過後に触媒装置１６が活性温度になり、触媒装置１６が暖機するまでの時間が長くなっている。
図８を参照して、エンジン始動時のスロットルバルブの制御処理について説明する。図８は、本実施例のバルブ制御のフローチャートである。なお、ここでは、図４の符号を適宜使用して説明する。
図８に示すように、イグニッションスイッチ５２がＯＮ操作されると（ステップＳ０１）、セルモータ（不図示）が回転してエンジン１０が始動される。エンジン１０が始動すると、ＥＣＵ５０によって触媒装置１６の温度が活性温度以上か否かが判定される（ステップＳ０２）。触媒装置１６の温度は、例えば、排気温センサ５１の検出結果又はエンジン始動からの経過時間に基づいて推定される。触媒装置１６の温度が活性温度以上であると判定されると（ステップＳ０２でＹｅｓ）、ＥＣＵ５０によってエンジン１０の運転モードが始動モードから通常モードに切り替えられる（ステップＳ１１）。
一方で、触媒装置１６の温度が活性温度未満であると判定されると（ステップＳ０２でＮｏ）、ＥＣＵ５０によって第１のスロットルバルブ３４と第２のスロットルバルブ４４の速度が設定される（ステップＳ０３）。第１の排気管３８が第２の排気管４８よりも短いため、第１の排気管３８により多くの排気ガスが流れるように、第１の排気管３８の上流の第１のスロットルバルブ３４の速度が、第２の排気管４８の上流の第２のスロットルバルブ４４の速度よりも高く設定される。次に、ＥＣＵ５０によってモータ３５、４５が同時に駆動されて、第１、第２のスロットルバルブ３４、４４の開弁制御が並行して実施される。
第１のスロットルバルブ３４の開弁制御では、ＥＣＵ５０によって第１のスロットルバルブ３４が高速で開弁され（ステップＳ０４）、第１のスロットルバルブ３４が目標開度まで開弁されたか否かが判定される（ステップＳ０５）。第１のスロットルバルブ３４が目標開度まで開弁されていない場合（ステップＳ０５でＮｏ）、ＥＣＵ５０によって第１のスロットルバルブ３４の開度が目標開度になるまでステップＳ０４、Ｓ０５の処理が実施される。第１のスロットルバルブ３４が目標開度まで開弁されると（ステップＳ０５でＹｅｓ）、ＥＣＵ５０によって第１のスロットルバルブ３４の開弁が停止される（ステップＳ０６）。
第２のスロットルバルブ４４の開弁制御では、ＥＣＵ５０によって第２のスロットルバルブ４４が低速で開弁され（ステップＳ０７）、第２のスロットルバルブ４４が目標開度まで開弁されたか否かが判定される（ステップＳ０８）。第２のスロットルバルブ４４が目標開度まで開弁されていない場合（ステップＳ０８でＮｏ）、ＥＣＵ５０によって第２のスロットルバルブ４４の開度が目標開度になるまでステップＳ０７、Ｓ０８の処理が実施される。第２のスロットルバルブ４４が目標開度まで開弁されると（ステップＳ０８でＹｅｓ）、ＥＣＵ５０によって第２のスロットルバルブ４４の開弁が停止される（ステップＳ０９）。
第１、第２のスロットルバルブ３４、４４が独立して制御され、第１のスロットルバルブ３４が第２のスロットルバルブ４４よりも先に目標開度まで開弁される。前側シリンダ１３から短い排気管３８を通じて触媒装置１６に向かう排気ガスが増加し、高温の排気ガスによって触媒装置１６が早期に暖機される。第１、第２のスロットルバルブ３４、４４が目標開度で停止すると、ＥＣＵ５０によって触媒装置１６の温度が活性温度以上か否かが判定される（ステップＳ１０）。触媒装置１６の温度が活性温度以上であると判定されると（ステップＳ１０でＹｅｓ）、ＥＣＵ５０によってエンジン１０の運転モードが始動モードから通常モードに切り替えられる（ステップＳ１１）。
以上、本実施例によれば、エンジン始動時に、第１のスロットルバルブ３４が第２のスロットルバルブ４４よりも速く開弁し、管長が短い第１の排気管３８に連なる前側シリンダ１３の吸気量が増加して燃焼が促進される。よって、前側シリンダ１３から第１の排気管３８を通じて高温の排気ガスが大量に触媒装置１６に送り込まれるため、排気ガスによって触媒装置１６が早期に暖機されて排気ガスに対する浄化性能を向上させることができる。また、早期に触媒装置１６が暖機されるため、触媒装置１６の配置自由度を向上させることができる。
なお、本実施例のスロットルバルブの制御が２気筒のＶ型エンジンに適用された一例について説明したが、この構成に限定されない。本実施例のスロットルバルブの制御は、３気筒以上のエンジンに適用されてもよいし、Ｖ型エンジンに限らず直列エンジン、水平対向エンジンに適用されてもよい。例えば、３気筒以上のエンジンでは、最も短い排気管が接続されたシリンダの上流のスロットルバルブを、その他のスロットルバルブよりも高速又は大きな開度で開弁する。
また、本実施例では、前側シリンダに連なる第１の排気管が、後側シリンダに連なる第２の排気管よりも短く形成されたが、この構成に限定されない。第２の排気管が第１の排気管よりも短く形成されてもよい。
また、本実施例では、複数のシリンダとして車両前後方向に離間した前側シリンダ及び後側シリンダを例示したが、この構成に限定されない。複数のシリンダは、前後に分かれずに車両左右方向に並んで形成されていてもよい。
また、本実施例のエンジンは、第１の排気管及び第２の排気管の２つの排気管を有する構成にしたが、この構成に限定されない。エンジンは複数の排気管を有していればよく、複数の排気管のうち一部の排気管が他の排気管よりも短く形成されていればよい。例えば、３つ以上の排気管のうち２つの排気管が他の排気管よりも短く形成されていてもよい。この場合、２つの短い排気管の上流のスロットルバルブが、他の排気管の上流のスロットルバルブよりも高速又は大きな開度で開弁する。また、エンジンが３つ以上の異なる長さの排気管を有する場合には、複数の排気管の短い順に、当該複数の排気管の上流のスロットルバルブが高速又は大きな開度で開弁してもよい。
また、本実施例では、スロットルバルブを速く開弁することによって、シリンダから触媒装置に向かう排気ガスの流量を増加させる構成にしたが、この構成に限定されない。スロットルバルブの開度を大きくすることによって、シリンダから触媒装置に向かう排気ガスの流量を増加させてもよい。
また、本実施例のスロットルバルブの制御が、自動二輪車に適用された構成について説明したが、この構成に限定されない。本実施例のスロットルバルブの制御は、スロットルバルブが設置される他の乗り物、例えば、自動四輪車、バギータイプの自動三輪車の他に、水上バイク、芝刈り機、船外機等の特機に適宜適用することも可能である。
また、本実の施形態のスロットルバルブの制御処理のプログラムは記憶媒体に記憶されてもよい。記憶媒体は特に限定されないが、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の非一過性の記憶媒体であってもよい。
以上の通り、本実施例のエンジン（１０）は、複数のシリンダ（前側シリンダ１３、後側シリンダ１４）を有するエンジン本体（１１）と、複数のシリンダの排気側に接続された複数の排気管（第１の排気管３８、第２の排気管４８）と、複数のシリンダの吸気側に位置する複数のスロットルバルブ（第１のスロットルバルブ３４、第２のスロットルバルブ４４）と、複数の排気管に接続された触媒装置（１６）と、複数のスロットルバルブの開閉動作を制御する制御部（ＥＣＵ５０）と、を備えたエンジンであって、複数の排気管のうち一部の排気管（第１の排気管３８）が他の排気管（第２の排気管４８）よりも短く形成されており、制御部は、エンジン始動時に一部の排気管の上流の一部のスロットルバルブ（第１のスロットルバルブ３４）を、他の排気管の上流の他のスロットルバルブ（第２のスロットルバルブ４４）よりも高速又は大きな開度で開弁している。この構成によれば、エンジン始動時に、短い排気管の上流の一部のスロットルバルブが他のスロットルバルブよりも速く又は大きく開弁し、短い排気管に連なる一部のシリンダの吸気量が増加して燃焼が促進される。よって、一部のシリンダから短い排気管を通じて高温の排気ガスが大量に触媒装置に送り込まれるため、排気ガスによって触媒装置が早期に暖機されて排気ガスに対する浄化性能を向上させることができる。また、触媒装置の配置位置に関わらず、スロットルバルブの制御によって早期に触媒装置が暖機されるため、触媒装置の配置自由度を向上させることができる。
本実施例のエンジンにおいて、前記制御部は、前記複数の排気管が短い順に、当該複数の排気管の上流の前記複数のスロットルバルブを高速又は大きな開度で開弁している。この構成によれば、スロットルバルブによって排気管の長さに合わせて吸気量が調整され、より短時間で触媒装置が暖機されて排気ガスに対する浄化性能をさらに向上させることができる。
本実施例のエンジンにおいて、複数のシリンダは車両前後方向に離間した前側シリンダ及び後側シリンダであり、一部の排気管は前側シリンダの排気側に接続された第１の排気管であり、他の排気管は後側シリンダの排気側に接続された第２の排気管であり、一部のスロットルバルブは前側シリンダの吸気側に位置する第１のスロットルバルブであり、他のスロットルバルブは後側シリンダの吸気側に位置する第２のスロットルバルブである。この構成によれば、複数のシリンダが前後に配置されたエンジンにおいて、触媒装置を早期に暖機して排気ガスの浄化効率を向上させることができる。
本実施例のエンジンにおいて、エンジン本体はクランク軸を収容したクランクケース（１２）を有し、第１の排気管及び第２の排気管が触媒装置の上流の集合管（１７）で合流し、当該集合管がクランク軸の中心（Ｃ）よりも車両後方、かつ第２の排気管の上流端（４９）よりも車両前方に位置している。この構成によれば、前側シリンダから触媒装置に延びる第１の排気管よりも、後側シリンダから触媒装置に延びる第２の排気管に曲げが多く形成される。第１のスロットルバルブが速く又は大きく開弁することで、前側シリンダの燃焼が促進される。前側シリンダから急な曲げが少ない第１の排気管を通じて短時間に多くの排気ガスがチャンバの触媒装置にスムーズに流れ込むため、排気ガスによって触媒装置が早期に暖機されて排気ガスに対する浄化性能を向上させることができる。
本実施例の車両は、上記のエンジンを搭載している。この構成によれば、排気管の長さに応じてスロットルバルブの開閉動作を制御して、車両の排気ガスの浄化性能を向上させることができる。
なお、本実施例を説明したが、他の実施例として、上記実施例及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
また、本発明の技術は上記の実施例に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
１０ ：エンジン
１１ ：エンジン本体
１２ ：クランクケース
１３ ：前側シリンダ
１４ ：後側シリンダ
１６ ：触媒装置
１７ ：集合管
３４ ：第１のスロットルバルブ
３８ ：第１の排気管
４４ ：第２のスロットルバルブ
４８ ：第２の排気管
４９ ：第２の排気管の上流端
５０ ：ＥＣＵ（制御部）

Claims (4)

  1. 複数のシリンダを有するエンジン本体と、前記複数のシリンダの排気側に接続された複数の排気管と、前記複数のシリンダの吸気側に位置する複数のスロットルバルブと、前記複数の排気管に接続された触媒装置と、前記複数のスロットルバルブの開閉動作を制御する制御部と、を備えたエンジンであって、
    前記複数の排気管のうち一部の排気管が他の排気管よりも短く形成されており、
    前記制御部は、エンジン始動時に前記複数の排気管が短い順に、当該複数の排気管の上流の前記複数のスロットルバルブを高速又は大きな開度で開弁することを特徴とするエンジン。
  2. 前記複数のシリンダは車両前後方向に離間した前側シリンダ及び後側シリンダであり、
    前記一部の排気管は前記前側シリンダの排気側に接続された第１の排気管であり、
    前記他の排気管は前記後側シリンダの排気側に接続された第２の排気管であり、
    前記複数のスロットルバルブは前記前側シリンダの吸気側に位置する第１のスロットルバルブ及び前記後側シリンダの吸気側に位置する第２のスロットルバルブであることを特徴とする請求項１に記載のエンジン。
  3. 前記エンジン本体はクランク軸を収容したクランクケースを有し、
    前記第１の排気管及び前記第２の排気管が前記触媒装置の上流の集合管で合流し、当該集合管が前記クランク軸の中心よりも車両後方、かつ前記第２の排気管の上流端よりも車両前方に位置していることを特徴とする請求項２に記載のエンジン。
  4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンを搭載した車両。
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